题目内容
【题目】如图所示,粗细均匀、导热性能良好的U形玻璃管竖直放置,右侧开口,左侧封闭,右侧管中有一厚度和质量均可忽略的活塞,活塞上连有一根足够长的轻质细线。活塞静止的位置与左侧空气柱的下端齐平,左侧上方的水银柱高度h1=35cm,空气柱高度l=17.5cm,下方水银柱液面高度差h2=40cm,右侧内空气柱高度与左侧下方水银柱液面高度差相等。U形管内空气柱温度始终与环境温度相等(可视为理想气体),外界大气压强p0=75.0cmHg,环境温度保持不变,将活塞用细线缓慢上提,当活塞运动到右侧玻璃管管口时,右侧玻璃管内水银面上升多少距离?
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【答案】![]()
【解析】初始时,右侧密闭气体压强p1=p0=75cmHg,体积V1=Sh2,左侧密闭气体压强p1-h2cmHg,所以左侧上方水银柱与左侧玻璃管的顶部没有压力;将活塞缓慢上提,当活塞运动到右侧玻璃管口时,如图,
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分析可知,左侧封闭的空气柱压强不变,长度也不变;设右侧玻璃管内水银面上升h,分析可知此时右侧密闭气体的压强为h2=(75-2h)cmHg;体积V2=(92.5-h)S
根据玻意耳定律p1V1=p2V2
解得h=17.5cm
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